钢管再生混凝土框架抗震破坏机制与性能水准研究

为了研究钢管再生混凝土框架的抗震破坏机制与性能水准,以100%为再生粗骨料取代率,进行了两榀圆、方钢管再生混凝土柱-钢筋再生混凝土梁框架试件的拟静力试验。实测试件的破坏特征与机制、荷载—位移滞回曲线和荷载—应变滞回曲线等,探讨钢管再生混凝土框架试件基于性能设计的性能水准的确立准则。结果表明：试件呈现出＂强柱弱梁、强剪弱弯、强节点,弱构件＂的抗震破坏机制。荷载—位移滞回曲线基本对称,呈现出比较饱满的梭形。试件破坏时,柱顶钢管纵向应变均小于屈服应变,柱底钢管纵向应变达到了0.01左右,试件变形能力良好。试件KJ-1和KJ-2梁端的纵向钢筋应变均超过了屈服应变,仅试件KJ-1箍筋应变达到了屈服应变。荷载—钢管横向应变滞回曲线沿着受拉应变轴呈螺旋式发展。基于钢管再生混凝土结构性能设计,划分五档性能水准,确立了水平位移角和损伤指标限值。

基于遗传算法的列车运行能耗优化算法

研究了CBTC系统中列车控制模型和列车运行调整,以降低能耗为目标,对列车在区间的运行控制进行优化组合,提出了基于遗传算法的能耗优化算法,根据具体的线路条件,计算了在不同的运行等级下或不同区间运行时分对应的列车运行速度曲线。以一段2 400m长,具有典型节能坡设置,且包含一段60km.h-1区间限速的线路为例,进行了能耗计算和优化仿真。研究结果表明:优化之后速度曲线与其对应的运行等级2、3、4的速度曲线相比,列车牵引能耗减少到原来的62%、58%、60%,节能效果显著,算法有效。

锈蚀钢筋混凝土柱基于变形的性能指标研究

采用ABAQUS有限元软件,对按GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》和GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》设计的342个锈蚀钢筋混凝土柱进行有限元分析,研究钢筋的锈蚀率、轴压比、剪跨比、配箍率和纵向钢筋配筋率等参数对钢筋混凝土柱变形性能的影响。结果表明:当钢筋的锈蚀率较小时,构件的变形性能受锈蚀率影响不大;当钢筋的锈蚀率达到10%以后,构件的破坏形态发生改变,变形能力急剧退化;随着轴压比的增大,构件的变形能力降低;轴压比较小的构件变形性能受剪跨比影响比轴压比较大的构件明显;随着配箍率和纵向钢筋配筋率的增大,构件的变形能力有所提高;提出了锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能等级和性能界限状态的划分方法,以塑性转角作为变形性能指标,对数值计算结果进行统计分析,得到了锈蚀钢筋混凝土柱各性能界限点的塑性转角统计特征值。研究成果可为钢筋混凝土结构全寿命的性能化抗震设计和抗震性能评估提供参考。

桥梁结构基于性能的抗震设防目标与性能指标研究

针对我国公路桥梁抗震规范中，地震作用水平相对单一且从E1地震到E2地震的重现期相差较大的现状，提出E1’地震作用水平和E2’地震作用水平，取其50年内的超越概率分别为40％和2％～3％；将桥梁结构划分为“五档”性能水平，结合4个地震作用水平，建立17个结构抗震性能目标和“四水准”的抗震设防目标；建立桥梁构件对应其力学性能的“五档”性能水平，结合“四水准”抗震设防目标，形成了C类桥梁结构对应于不同抗震设防目标的构件性能水平，完善了桥梁结构基于性能抗震设计的基本框架。在分析国内外127个以发生弯曲破坏为主的钢筋混凝土圆形截面桥墩试验研究的基础上，建立了钢筋混凝土桥墩在地震作用下处于5个性能水平的量化指标。通过与新西兰、日本和美国加州等设计规范中相关规定的比较，结果表明：该文建议的钢筋混凝土桥墩不同性能水平变形位移角限值是合理的，可用于基于性能抗震设计时桥墩墩顶位移的确定。鉴于合理性能目标确定依赖于大量试验数据积累，建议统一性能目标试验数据记录模板。